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Precisión en los instrumentos de mediciónLa medición es una comparación entre el patrón de medida y lo que sedesea medir. El método de medición, así como el instrumento, deben serlos adecuados para realizar esta actividad.Para determinar el instrumento de medición se requiere saber la magnitud que sedesea medir así como la precisión requerida.Es de gran importancia la exactitud que se pueda lograr al medir, sobre todo si sedesea que la medición sea de utilidad.La física, al estudiar las propiedades de la materia, y por ser además una cienciaexacta, debe utilizar la medición precisa para el desarrollo de teorías y leyes queprevean resultados al realizar un experimento o al comprobar un fenómeno.La precisión es el grado de fidelidad o certidumbre con el cual se efectúa unamedición, pero no es un indicador de exactitud. La precisión se relaciona con laescala o graduación de un instrumento.Ejemplo, no es posible medir con precisión el peso de tornillos (unoscuantos gramos) usando las basculas tradicionalmente empleadas por laspersonas para pesarse, las cuales miden kilogramos.BásculaMax000.00 kg100kgLa exactitud comprende la buena calidad del instrumento, así como la proximidadde una medida hacia la cantidad real o valor patrón, independientemente de laescala o graduación.1
La precisión de los aparatos de medición es limitada y el número de dígitos que setoman en cuenta para medir también es limitado. Debido a esto, la precisión yexactitud en las mediciones es difícil de obtener y se necesitan aparatos máscostosos y complejos.Tipos de errores en las medicionesAl medir se obtienen valores de las magnitudes de los cuerpos, las cualesse comparan con la unidad patrón. Sin embargo, todas las medicionesestán sujetas a error. Por ejemplo, la longitud de una regla de plásticograduada puede alterarse con los cambios de temperatura. Algún aparato demedición que funcione con electricidad puede ser afectado por cualquier campomagnético que esté cercano a él.De una u otra forma, la mayoría de los aparatos son afectados por influenciasexternas, por lo que es de esperarse que haya errores al medir. Además, laexactitud de las mediciones depende de la persona que tome la lectura de lamedida. Debido a esto, los valores de las magnitudes tendrán un margen de error;se dice que la medida contiene en general una incertidumbre.Cuando se da el resultado de una medición es conveniente expresar la precisión oincertidumbre estimada en la medición.Ejemplo:Si se desea conocer la magnitud de la temperatura,se realiza una medición mediante un termómetro. Sinembargo, es probable que el resultado mostradotenga pequeñas variaciones. Entonces se debeindicar el límite inferior y el superior de la medición.Límite inferior 22.3º CLímite superior 22.6º CValor promedio 22.45º CFinalmente, se puede expresar la temperatura de la siguiente manera:Temperatura 22.45 0.15º C2
Es decir, el valor promedio más-menos la diferencia entre éste y el límite inferior osuperior. Al valor de 0.15 se le denomina incertidumbre absoluta de la medición.Un error, es la diferencia entre el valor que se obtiene al efectuar la medición y elvalor real. Los errores pueden ser clasificados en sistemáticos y accidentales.Los primeros son causados por las imperfecciones de los instrumentos o pordefectos internos del aparato de medición. Los erroresaccidentales se atribuyen a causas muy variadas, al repetirla medición se pueden contrarrestar este tipo de errores.Al tomar una medida ocurre un error muy frecuenterelacionado con el ángulo, desde el cual se hace la lecturadel instrumento y se conoce como paralaje. Las medicionespueden tener cierto margen de error y a la vez ciertaincertidumbre.Magnitudes escalares y vectorialesLas magnitudes escalares son aquellas que se pueden representar por su valoracompañado de la unidad de medida. Ejemplo, una longitud o un volumen.1 m (Longitud de una barrametálica)1 L (Volumen de unrecipiente de agua)Sin embargo, las magnitudes como la fuerza y la velocidad que necesitan expresarsu valor y dirección, reciben el nombre de magnitudes vectoriales.3
Las fuerzas que actúan sobre los objetos de la imagen anterior, se debenrepresentar por medio de vectores.10 N20 N30 º90 ºCualquier magnitud vectorial puede representarse por una flecha y esta flecha sedesigna con el nombre de vector (o bien, si es necesaria una denominación másespecífica, vector fuerza o vector velocidad). Además, de la flecha se debe escribirel valor de la magnitud (acompañada de la unidad de medida) y el ángulocorrespondiente a la dirección del vector.Características y propiedades de un vectorLas partes que forman un vector son: Magnitud: representada por un número y la unidadcorrespondiente. Dirección: línea a través de la cual se realiza eldesplazamiento. Sentido: se representa con una punta de flecha, señala ellado hacia donde se desplaza un móvil. Punto de aplicación: origen del desplazamiento.Un conjunto formado por dos o más vectores, es un sistema de vectores.Para representarlos se necesita una escala convencional, la cual seestablece de acuerdo con la magnitud del vector y el tamaño que se quieradar.4
Una manera de especificar la dirección, sentido y origen de un vector; consisteen tomar como referencia los ejes de coordenadas “x” y “y” de un planocartesiano y señalar el valor de los ángulos positivos a partir del eje “x” positivo,siguiendo un movimiento circular contrario a las manecillas del reloj.Representar vectores en un plano de coordenadas, facilita su ubicación y trazo,ya que se cuenta con los ejes “x” y “y” que sirven de referencia y basta conutilizar un transportador y una regla para su trazo, así como también se requiereuna escala adecuada.y ( )45 º(-)x ( )(-)Un vector como el que se muestra en la figura anterior tiene dos componentes,uno vertical (en el eje y) y uno horizontal (en el eje x).y ( )Componenteen el eje y45 º(-)x ( )Componenteen el eje x(-)5
Precisión en los instrumentos de medición L a medición es una comparación entre el patrón de medida y lo que se desea medir. El método de medición, así como el instrumento, deben ser los adecuados para realizar esta actividad. Para determinar el instrumento de medición se requiere saber la magnitud que se desea medir así como la precisión requerida. Es de gran importancia la .
